EP3987918A2 - Vertikales gartensystem - Google Patents

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Publication number
EP3987918A2
EP3987918A2 EP21184669.6A EP21184669A EP3987918A2 EP 3987918 A2 EP3987918 A2 EP 3987918A2 EP 21184669 A EP21184669 A EP 21184669A EP 3987918 A2 EP3987918 A2 EP 3987918A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plant
water
box
sensor
vertical garden
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21184669.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3987918A3 (de
Inventor
Sasa SAFTIC
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
White Wolf Holding GmbH
Original Assignee
White Wolf Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by White Wolf Holding GmbH filed Critical White Wolf Holding GmbH
Publication of EP3987918A2 publication Critical patent/EP3987918A2/de
Publication of EP3987918A3 publication Critical patent/EP3987918A3/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/02—Receptacles, e.g. flower-pots or boxes; Glasses for cultivating flowers
    • A01G9/022—Pots for vertical horticulture
    • A01G9/025—Containers and elements for greening walls
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2

Definitions

  • the invention relates to a vertical garden system according to the preambles of claims 1 and 2.
  • a garden is a defined area in which people cultivate plants.
  • a garden can be designed as an ornamental garden, which is used for artistic, spiritual or therapeutic purposes.
  • Gardens can not only be created on the horizontal ground, it is also possible to create such gardens on vertical facade walls of a house.
  • a house surface serves as a supporting structure for a climbing plant.
  • a vertical garden system essentially consists of a vertical construction that is attached to a house wall or wall, with various receptacles across the entire surface, into which the plants are distributed.
  • the decisive factor here is that many different plants can be arranged next to and on top of each other, which means that a greater variety of species is achieved.
  • different perennials, grasses and ferns can be arranged next to each other. These are, for example, lady's mantle or bergenia.
  • the AT519705A1 describes a self-supporting housing for plants made of a non-flammable or hardly combustible material, the housings being able to be used in multiple forms to fill the surface area by means of connecting elements and the corresponding anchoring. Adjustable drippers are used for the water supply. Excess water in the housing is drained through openings or plug-in connections via hoses on the back. A frost sensor and humidity sensor integrated in the housing support the watering process.
  • the known monitoring and control systems for vertical garden systems tend to be simple in design, expensive and difficult to operate.
  • the known systems are only designed for one type of plant and only control the water and nutrient supply based on a fixed cycle.
  • the object of the present invention is now to provide a vertical gardening system which analyzes the environmental conditions and, based on this data, carries out an automatic and individual supply of different plants.
  • the invention is characterized by the technical teaching of claim 1 in order to solve the task at hand.
  • An essential feature of the invention is that in the vertical garden system each individual plant box is assigned an individual measuring and supply unit, with the measuring and supply unit forming a support base for the plant box on the base plate of the vertical garden system.
  • Each plant box now has its own measuring and supply unit. This means that the moisture in each individual plant box is measured separately, evaluated by the plant controller and then each individual plant box is supplied with water, food, light and/or energy. This represents a significant difference compared to the prior art, in which the moisture in the plant box was also measured, but all plant boxes were subsequently supplied with the same amount of water, food and/or energy at the same time.
  • the embodiment according to the invention thus determines the needs of each individual plant in the vertical garden system and then controls the supply of the individual plant in a targeted manner.
  • the moisture sensor is designed as a capacitive sensor which capacitively measures the moisture in the plant box from the outside through the wall of the plant box.
  • the moisture sensor is designed as a laser sensor which measures the fill level inside the plant box. The measurement is contactless. Another advantage is that the laser beam does not interact with or be affected by its surroundings, so that no interference signals have to be suppressed. Furthermore, clear liquid can also be detected with the laser sensor.
  • the moisture sensor is also possible to design the moisture sensor as a time-of-flight (ToF) sensor.
  • the sensor directly measures the distance to the object based on the time it takes for the emitted photons to be reflected. This enables accurate distance measurement regardless of the surface properties of the object.
  • ToF time-of-flight
  • the internal plant controller receives further data from additional sensors that record the environmental conditions of the vertical garden system.
  • environmental conditions can include light, humidity, temperature, water level and air quality. These environmental conditions are collected, analyzed and evaluated by the plant controller.
  • the plant controller has a database in which various preferences (optimal values) for the individual plants are stored. Certain environmental conditions that are advantageous for the respective plant in the vertical garden system are thus already stored in the controller's database.
  • measuring and supply unit means all components that are used for the measuring process of the plant to record the actual condition and the targeted supply of the plant.
  • This can be, for example, sensors for measuring humidity, air temperature, air pressure, air quality, water level in the water box, water temperature, nutrient supply, pH level, light ratio, optical condition of the plant, etc.
  • the supply unit can be, for example, a water box, several hoses for supplying and draining the water in and out of the plant box, valves or actuators for the targeted delivery of nutrients to the individual plant boxes, light sources, actuators for ventilation or a control module for the air conditioning, etc. be.
  • each plant box is assigned a moisture sensor, with at least one plant controller via an interface is connected to a cloud (cloud computing) from which it receives data for controlling the measuring and supply unit.
  • cloud cloud computing
  • the internal plant controller collects the data from the moisture sensor, analyzes and evaluates the data and regulates the supply unit.
  • the plant controller can use its own algorithm to improve the values and apply them to the plants.
  • the internal plant controller is connected to the (external) cloud via an interface, for example.
  • the cloud (cloud computing or data cloud) is an external IT infrastructure which, for example, has storage space, its own controller and/or application software.
  • the cloud is preferably in the form of a database which receives and collects data from a number of vertical garden systems. As a result, different environmental conditions are stored for each individual plant and the optimal value is formed from them. The plant controller then regulates the supply unit of the vertical garden system on the basis of this optimum value.
  • the optimal value can be, for example, a specific amount of water for plant X or a specific light value for plant X. However, the optimal value can also be a combination of different values, such as water amount, light requirement, nutrient amount, ventilation, etc. for a specific plant.
  • the cloud constantly receives additional values from the individual vertical garden systems and compares them or calculates a new optimal value (preference) from them.
  • the aim of the cloud is to find an optimal value that serves as the basis for the individual vertical garden systems.
  • an external user can access the individual vertical garden systems, check the data and adjust them if necessary. This makes it possible for just one central user to monitor and control multiple garden systems remotely.
  • the vertical garden system makes a recommendation to the end user.
  • These can be recommendations regarding air quality or exposure, for example.
  • Such recommendations always make sense if the vertical garden system is arranged in an office building, for example.
  • the employees in the vicinity are often unfamiliar with such a vertical garden system and the plants located there.
  • the garden system according to the invention is therefore a message either on the on the system's own screen or on the employee's screen that, for example, the air quality in the vicinity of the system is too bad and therefore urgently needs to be ventilated. Or the plants need more light so the end user should open the blinds at least for a period of time. If none of the employees in the vicinity react, the vertical garden system according to the invention will notify either the caretaker or an external service.
  • the base plate consists of the solid support material, such as metal, plastic, fiber reinforced plastic.
  • the humidity sensor is attached to the base plate either with a fixed or detachable connection.
  • a connection can, for example, be a screw connection, a click connection, a plug connection or the like.
  • the moisture sensor is designed as a support base between the base plate and the plant box.
  • the moisture sensor has its own mount for the plant box for this purpose.
  • Such a recording can be a fixed or detachable connection.
  • Such a recording is, for example, a click connection with which the plant box can be arranged on the moisture sensor without tools.
  • the plant box prefferably be the carrier base for the moisture sensor, which is attached to the plant box with a detachable connection (e.g. click connection).
  • the plant box and the moisture sensor then form a unit, which is attached to the base plate.
  • the plant box is preferably designed to be larger than the moisture sensor and covers it so that only the plant box can be seen.
  • the plant box is filled with a substrate or rock wool, for example, into which the actual plant is planted.
  • the invention is not limited to the exclusive arrangement of a moisture sensor on the base plate. Rather, any possible sensor (e.g. temperature sensor, air pressure sensor, etc.) can be used as a support base for the plant box.
  • each plant box does not necessarily have to have its own sensor. Instead, the respective plant box can also only be connected to the base plate with a spacer.
  • Humidity plays a crucial role in the vertical garden system in relation to the water supply to the plant.
  • a printed circuit board with a capacitive sensor (FDC sensor) is used to measure the humidity.
  • the FDC sensor is a high-resolution, multi-channel capacitance-to-digital converter for implementing capacitive sensing solutions.
  • the FDC sensor is a capacitance-to-digital converter (FDC) that measures the oscillation frequency of an LC resonator. The device outputs a digital value that is proportional to the frequency. This frequency measurement can be converted to an equivalent capacitance.
  • the real-time capacity of the moisture sensor is combined with historical data to normalize the data and determine soil moisture content.
  • the sensor is preferably recalibrated each time the plant is watered to minimize the capacitance of the surrounding materials.
  • the temperature has a direct influence on the humidity sensor.
  • the value of the temperature sensor is primarily used for humidity calculation.
  • the temperature is also integrated into the recommendation system (optimal value) and for the overview and statistics of the user environment.
  • the vertical garden system is equipped with its own water supply, with external water being supplied and excess water being collected in a water box.
  • the water level can also be determined by the water level sensor and by a prediction which calculates how much water from the Plant boxes is returned to the water box to prevent overflow.
  • An air quality sensor determines the CO2 level (approximation) and the number of TVOC particles in the air. These two factors combined with the overall ambient air quality can be graphed and show the user how the vertical garden system is positively impacting the ambient air quality.
  • the air quality sensor is also used for general guidance and recommendations to the user. For example, this could be a recommendation like: Open the window for 10 minutes.
  • the vertical garden system receives the weather forecast data and the air pressure.
  • the weather forecast is important for indoor and outdoor use.
  • Indoor humidity and temperature shows a small but still significant correlation between indoor and outdoor humidity and temperature.
  • the correlation differs depending on the surrounding material and building insulation. This correlation factor is calculated daily and becomes more accurate with each new data entry. Based on this, it can be predicted that irrigation will have to be postponed or done earlier if the air is expected to have a higher or lower humidity level.
  • Every plant has different requirements for optimal growth.
  • the schedule requirements play a crucial role in the irrigation algorithm.
  • the plan requirements help determine which plants are better suited to a particular environment.
  • the moisture sensors for soil moisture make it possible to measure capacitance without direct contact with soil or water. This eliminates the most common problem (corrosion) that occurs with sensors measuring soil moisture.
  • the local storage of the data is limited.
  • the watering decisions from local data are intended to be used only when the vertical garden system is disconnected from the cloud for an extended period of time. For example, if there is no internet connection for a long period of time, irrigation will still be performed and notifications will be sent to users within the local network.
  • connection to the cloud is important because decisions based solely on local data are not as precise as decisions made in the cloud, as some additional data is missing (weather forecast, longer data normalizations). Once the vertical garden system reconnects to the cloud, all local data is moved to the cloud for further analysis and to improve irrigation decisions.
  • Storage in the cloud is “unlimited” and provides more data that can be used to make more informed decisions. This means that the local plant controller can be on the small side since most of the computing power is done in the cloud.
  • the main advantage of the vertical garden system according to the invention is the automation. The end user does not have to worry about the vertical garden system and does not need any specific knowledge. Irrigation is fully automated.
  • end users do not have access to information about their local environment.
  • access to humidity, temperature and air quality data can help the end user make changes to their airflow or lifestyle to improve the overall wellbeing of the user and the plants.
  • the vertical garden system Users have access to the vertical garden system's user interface, which displays plant information, moisture levels in plant boxes and environmental factors. In addition to viewing the data, the user can also initiate specific steps if they believe they are required (e.g. manual watering).
  • the vertical garden system can also be accessed via a mobile application (app) that displays the available data. In addition, the user will be notified through the APP when important events or recommendations are available.
  • the vertical garden system is connected to the internet. Once this step is complete, remote access to the vertical garden system can be enabled. This means that the cloud user interface and mobile application can be opened from anywhere as long as there is an internet connection.
  • the algorithm learns and adapts to the environment. Correlation factors are modified to better determine watering frequency. A new optimum value is constantly formed.
  • Each plant box preferably has its own sensors and its own water supply. On this basis, plants with different requirements can grow in the same vertical garden system.
  • the vertical garden system is preferably modular. This means that the planters can have different shapes and can be placed in different places on the vertical wall.
  • the vertical garden system can be mounted to the interior or exterior wall (or structure).
  • the data cables are connected between the plant controller and the sensors and the water lines are connected to the water box.
  • each plant box has its own moisture sensor and valve that controls the water inlet.
  • the user connects the vertical garden system to the network.
  • the data mining process is the process of discovering patterns in large data sets.
  • the data sets consist of data from the sensors, the externally received weather forecast data and the preferences of individual plants.
  • pre-processing methods are used to remove the data noise.
  • anomaly detection and regression takes place to predict the results for the prediction algorithm.
  • Machine learning is the process by which the prediction algorithm automatically improves with experience (new data input). Machine learning is used to make predictions based on known properties from the previously retrieved data and to periodically build a new model for future predictions.
  • the term plant box is understood to mean the box in which the soil and the plants are located.
  • the plant box has a water inlet and a Water outlet, each controlled by an actuator (actuator).
  • the actuator receives its signals from the computing unit.
  • a water box is understood to be a container in which the water for the supply of the plants is located.
  • the water box has an optional water inlet to fill the water box. If the water inlet is not used, the water tank must be filled with water manually.
  • the pump is used to pump the water from the water box to the plant boxes.
  • Irrigation is the process of pumping water from the water box into the plant box.
  • the water entry into the planter is controlled by the actuator (valve).
  • weather forecast data means retrieving weather forecast data from external free and/or paid sources.
  • the retrieved data consists of weather parameters (temperature, humidity, wind, clouds, precipitation, evaporation, snow and frost, etc.).
  • the term preferences for the individual plants means a data set for each plant.
  • the data consists of soil and ambient moisture requirements, light requirements, soil volume requirements, plant growth phases and fertilizer requirements for each phase, etc.
  • graphic visualization is understood as the graphic representation of the status quo, the historical and forecast data for the entire vertical garden system and for each plant and each water box.
  • environmental data such as temperature, humidity, air quality... are also displayed.
  • the data can be viewed on a PC monitor or smartphone or tablet or any other device.
  • monitoring refers to the continuous or at least periodic retrieval and processing of data for a prediction algorithm Determination of autonomous actions or user recommendations understood.
  • the vertical garden system according to the invention thus has an artificial intelligence.
  • autonomous actions is understood to mean the actions that are carried out without the necessary human intervention (e.g. irrigation).
  • user recommendations means all notifications that are made available to the user or the wall mount. Based on the user's recommendations, the user can change the environment or make better decisions regarding the vertical garden system (e.g. open the window, add water to the water box, use additional lighting).
  • the vertical garden system e.g. open the window, add water to the water box, use additional lighting.
  • the system includes a camera directed at the vertical garden system.
  • the general condition of the individual plants can be monitored.
  • the plant boxes are preferably arranged in an x-y coordinate system and each have their own identification number.
  • Optical monitoring takes place through the camera, with specific plants receiving special care through the targeted supply of water, light, air and nutrients to the individual plants. If the optical condition of the plant 1.2 (i.e. 1st row, 2nd plant) is not good, this can be determined by visual monitoring and supported by the extra addition of water, air, light or nutrients.
  • the base plate 1 of the vertical garden system 22 is shown.
  • the base plate 1 forms the basis for the sensors 2, the plant controller 3, the water pump 4, the valves 5, the hoses 8 and the connections 24.
  • the base plate 1 is attached to a vertical wall, which is either in an indoor or outdoor area located in an outdoor space.
  • the base plate 1 is thus the basic framework for the plant boxes 17 and water boxes 12.
  • Each plant box 17 is assigned its own moisture sensor 2.
  • the moisture sensor 2 has its own receptacle 23 for the plant box 17 .
  • the receptacle 23 is designed as a plug-in receptacle, so that the plant box 17 can be attached to the moisture sensor without tools.
  • the individual moisture sensors 2 are connected to the plant controller 3 via the connections 24 .
  • the connection 24 can be either a wired connection or a wireless connection such as a radio link.
  • a water supply system 15 which consists of a water box 12 , a water pump 4 , a plurality of hoses 8 and a plurality of valves 5 .
  • the water is pumped from the water box 12 to the individual plant boxes 17 with the aid of the water pump 4 .
  • Hoses 8 are used as connections between the water box and the plant boxes 17 . All water connections are connected to each other by plug-in couplings and can therefore be connected and disconnected without tools.
  • Each plant box 17 has its own valve 5, with which the respective water supply of each individual plant box 17 is controlled in a targeted manner.
  • the plant box 17 has a water inlet 6 in each case, via which the water is supplied to the plant box 17 through the hose 8 .
  • each plant box 17 has a separate water outlet 7 via which excess water is removed from the plant box 17 again.
  • the water outlet 7 is important, because this allows the excess water to be drained off when there is increased humidity in the plant box 17, thereby avoiding waterlogging.
  • the entire vertical garden system 22 has only one water pump 4 and one water box 12.
  • This has the advantage that a plurality of plant boxes 17 can be supplied with water using only one water pump 4 .
  • the water pump 4 builds up water pressure in the hoses 8, whereby the individual valves 5 are used to supply the respective plant boxes 17 water will be released.
  • the excess water in the plant boxes 17 is fed back to the water supply system 15 via the water outlet 7 .
  • a plurality of moisture sensors 2 are arranged on the base plate 1 and form the basis for a plant box 17 .
  • the moisture sensor 2 can also have other sensors 9, with which the environmental conditions (air pressure, temperature, light) are determined.
  • the additional sensors 9 do not have to be arranged directly on the moisture sensor 2 . Rather, it is also possible to arrange a sensor 9 at a central location on the base plate 1 .
  • the humidity sensor 2 does not come into direct contact with the contents of the plant box 17 .
  • the moisture is measured capacitively through the rear wall of the plant box 17.
  • the plant controller 3 is arranged on a printed circuit board.
  • the printed circuit board has further connections for the connections 24, so that the vertical garden system 22 can be expanded later by further moisture sensors 2 for plant boxes 17.
  • the water box 12 is shown.
  • the water box 12 is part of the water supply system 15 and is hollow and has a special design with six edges.
  • the design of the water box 12 preferably corresponds to the design of the plant box 17. This achieves a uniform effect in the vertical garden system 22.
  • both the water box 12 and the plant box 17 can also have any other shape, such as round, polygonal or the like.
  • the water box 12 On the front of the water box 12 there is a recess 11 for manually filling the box with water. On the back 19 of the water box 12 there is a holder 13 for attaching the water box 12 to the base plate 1.
  • the water box 12 also has a water level sensor 14, with which the amount of water (level) in the water box 12 is checked.
  • the water level sensor 14 is, for example, a laser sensor or ToF sensor educated.
  • the water box 12 is preferably open at the top.
  • the water level sensor 14 is arranged in the area of this opening and measures the fill level of the water inside the water box 12. The amount of water still present can thereby be determined.
  • the storage or storage of water in a water box 12 has the advantage that the calmed, stored water is better for the plants and, moreover, the water is at room temperature.
  • figure 4 shows the base plate 1 with the moisture sensors 2 and a plant box 17 and a water box 12.
  • the plant box 17 and the water box 12 both have the same design.
  • the moisture sensors 2 are connected to the plant controller 3 via the connections 24 .
  • the moisture sensor 2 is shown in different views.
  • the moisture sensor 2 is designed as a capacitive water sensor. With the help of the moisture sensor 2, the liquid level inside the plant box 17 is detected without contact.
  • the capacitive sensing technique is inexpensive, high-resolution and non-contact.
  • a high-resolution, high-speed capacitance digital converter limits the sensor's susceptibility to noise and interference (EMI-resistant).
  • a very large maximum input capacitance allows the use of remote sensors and tracking of environmental changes over time, temperature and humidity.
  • the humidity sensor 2 cyclically transmits the current ambient temperature and the logical state of the conductive sensor to the plant controller 3. This means that the presence or absence of conductive liquids within the plant box 17 is detected and cyclically transmitted to the plant controller 3.
  • the moisture sensor 2 is supplied with energy either via the cable connection 24, a battery or via a photovoltaic cell.
  • the data is transmitted to the plant controller 24 either via the cable connection 24 or via a radio transmitter.
  • the Figure 5a shows the front panel 25 of the moisture sensor 2.
  • a conductive surface which consists of any metal or a conductor.
  • the front panel 25 has the connections 27 for the connection 24 to the plant controller 3.
  • the backplate 28 is shown which also has conductive pads 29 thereon.
  • Figure 5c shows the humidity sensor 2 in a side view, the front panel 25 and the rear panel 28 being connected to one another with a connector 31 . It is crucial that the conductive surface 26 (front panel) and the conductive surface 29 (back panel) are not in the water or plant box 12, 17, but are arranged outside. The humidity or the water level in the plant or water box 12, 17 is measured through the respective wall (plastic wall) of the boxes 12, 17. The humidity sensor 2 is therefore not in the wet area of the vertical garden system 22.
  • the inside of the humidity sensor 2 is shown. This is the rear side 32 of the front panel 25.
  • the sensor 2 is designed as an FDC sensor 32 (fault detection and classification (FDC) transforms sensor).
  • FDC fault detection and classification
  • figure 6 shows the vertical garden system 22 with the base plate 1.
  • Numerous plant boxes 17 with plants 34 are arranged on the base plate 1 in a grid system 38.
  • the plants 34 are received and cared for by the plant boxes 17 .
  • the plant boxes 17 are supplied by a supply unit
  • figure 7 shows the plant box 17 on the back of which there is a water inlet 6 and a water outlet 7 .
  • the back of the plant box 17 has a surface 37 for the moisture sensor 2 .
  • the moisture sensor 2 detects moisture within the plant box 17 through the surface 37.
  • the moisture sensor 2 preferably measures without contact through the plant box 17.
  • the surface 37 can have a smaller wall thickness in this area, which has a positive effect on the contactless measurement.
  • the plant controller 3 is arranged on the base plate 1 and receives the data from the sensors, such as the moisture sensor 2, sensors for environmental conditions or the water level sensor 14. This data 36 is transmitted to the cloud 35 via an interface.
  • the cloud 35 has, among other things, its own controller (CPU) and a database (DB).
  • the data 36 are collected, analyzed and processed in the cloud 35 .
  • an optimal value 39 is formed for each individual plant 34, which is transmitted to the plant controller 3.
  • the plant controller 3 then controls the supply unit 30 and implements the optimal value 39 .

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

Vertikales Gartensystem (22) für Pflanzen (34) bestehend aus einer Grundplatte (1) an der mindestens eine Pflanzenbox (17) für mindestens eine Pflanze (34) angeordnet ist, wobei eine Versorgungseinheit (30) die Pflanze (34) in der Pflanzbox (17) mit Wasser, Nahrung und/oder Energie versorgt, wobei mindestens ein Feuchtigkeitssensor (2) die Feuchtigkeit innerhalb der Pflanzbox (17) misst und anhand der gewonnenen Daten (36) ein Pflanzcontroller (3) die Versorgungseinheit (30) steuert, wobei jeder einzelnen Pflanzbox (17) eine eigene Mess- und Versorgungseinheit (40) zugeordnet ist, wobei jeder einzelnen Pflanzbox (17) eine Mess- und Versorgungseinheit (40) zugeordnet ist, wobei die Mess- und Versorgungseinheit (40) den Zustand jeder einzelnen Pflanze (34) erfasst und jede einzelne Pflanze (34) individuell versorgt.

Description

  • Die Erfindung betriff ein vertikales Gartensystem nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.
  • Unter einem Garten wird eine abgegrenzte Fläche verstanden, in der Pflanzen vom Menschen kultiviert werden. Neben dem Anbau von Obst- und Gemüse (Nutzgarten), kann ein solcher Garten als Ziergarten angelegt sein, welcher für künstlerische, spirituelle oder therapeutische Zweck genutzt wird. Gärten können nicht nur auf dem horizontalen Erdboden angelegt werden, es ist auch möglich solche Gärten an vertikalen Fassadenwänden eines Hauses anzulegen.
  • Untersuchung haben gezeigt, dass die maximalen Temperaturschwankungen bei grünen Fassaden nur halb so groß sind. So kann sich beispielsweise eine ungeschützte Wandfläche im Sommer auf bis zu 60 Grad erwärmen, während eine von Pflanzen geschützt Fläche sich lediglich auf höchstens 30 Grad erwärmt. Im Winter hat die Begrünung eine Art Dämmwirkung. Darüber hinaus ersteht ein Temperaturgefälle zwischen der kühleren Hauswand und der überhitzten Umgebung, was zu einer Luftzirkulation führt. Die Fassadenbegründung trägt damit maßgeblich zur Energieeinsparung bei Gebäuden bei.
  • Die Anordnung von Pflanzen an einem Gebäude wird als Dach-, Fassaden- und Innenraumbegrünung bezeichnet. Hier dient eine Hausfläche als Tragstruktur für eine Kletterpflanze. Im Gegensatz hierzu besteht ein vertikales Gartensystem im Wesentlichen aus einer senkrechten Konstruktion, die an einer Hauswand oder Mauer befestigt ist, wobei über die gesamte Fläche verschiedene Aufnahmen vorhanden sind, in welche die Pflanzen verteilt eingesetzt werden. Entscheidend ist hierbei, dass viele unterschiedliche Pflanzen nebeneinander und übereinander angeordnet werden können, wodurch eine höhere Artenvielfalt erreicht wird. In einem vertikalen Garten können beispielsweise verschiedene Stauden, Gräser und Farner nebeneinander angeordnet werden. Dies sind z.B. Frauenmantel oder Bergenie.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits vertikale Gartensystems bekannt, welche sensorgesteuert und elektronisch das Licht, die Feuchtigkeit, die Temperatur, den Wasserstand, den pH-Wert und die Luftqualität analysieren und auf Basis dieser gewonnen Daten eine gezielte und automatisiertes Bewässerung und Düngung der Pflanzen durchführen.
  • Die AT 519705 A1 beschreibt ein selbstragendes Gehäuse für Pflanzen aus einem nicht bzw. schwer brennbaren Material, wobei durch Verbindungselemente und die entsprechenden Verankerungen die Gehäuse in multipler Form flächenmäßig füllend einsetzbar sind. Regulierbare Tropfer dienen der Wasserversorgung. Überschüssiges Wasser im Gehäuse wird durch Öffnungen bzw. Steckverbindungen über Schläuche rückseitig abgeleitet. Ein im Gehäuse integrierter Frostsensor und Feuchtigkeitsfühler unterstützt den Vorgang der Bewässerung.
  • Mit der EP 3 127 422 A1 wird eine modulare vertikale Gartenanordnung mit automatischer Bewässerung und Ernährung für die Pflanzen offenbart. Die Bewässerung erfolgt mit einem Tropfsystem, wobei jeder Pflanze ein eigener Tropfausgang zugeordnet ist. Ein elektronischer Controller steuert die Magnetventile und eine elektrische Pumpe, sowie ein Ventil zur Regelung der Nährstoffversorgung.
  • Die bekannten Überwachungs- und Steuerungssysteme für vertikale Gartensysteme sind eher einfach aufgebaut, teuer und schwierig zu bedienen. Darüber hinaus sind die bekannten Systeme nur für eine Pflanzenart ausgelegt und steuern ausschließlich die Wasser- und Nährstoffversorgung aufgrund eines festgelegten Zyklus.
  • Hinzu kommt, dass bei den meisten Versorgungslösungen Sensoren eingesetzt werden, welche in direktem Kontakt mit der Erde oder dem Wasser stehen. Aufgrund der auftretenden Korrosion haben die Sensoren meistens eine verkürzte Lebensdauer.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein vertikales Gartensystem bereitzustellen, welches die Umweltbedingungen analysiert und auf Basis dieser Daten eine automatische und individuelle Versorgung von verschiedenen Pflanzen ausführt.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
  • Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass bei dem vertikalen Gartensystem jeder einzelnen Pflanzbox eine individuelle Mess- und Versorgungseinheit zugeordnet ist, wobei die Mess- und Versorgungseinheit eine Trägerbasis für die Pflanzbox auf der Grundplatte des vertikalen Gartensystems bildet.
  • Jede Pflanzbox weist nun eine eigene Mess- und Versorgungseinheit auf. Dies bedeutet, dass die Feuchtigkeit in jeder einzelnen Pflanzbox separat gemessen, von dem Pflanzcontroller ausgewertet und im Anschluss daran jede einzelne Pflanzbox gezielt mit Wasser, Nahrung, Licht und/oder Energie versorgt wird. Dies stellt ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem Stand der Technik dar, bei welchem zwar ebenfalls die Feuchtigkeit in der Pflanzbox gemessen wurde, jedoch im Anschluss daran alle Pflanzboxen gleichzeitig mit der gleichen Menge an Wasser, Nahrung und/oder Energie versorgt wurden.
  • Die erfindungsgemäße Ausführungsform stellt somit die Bedürfnisse jeder einzelnen Pflanze des vertikalen Gartensystems fest und steuert daraufhin gezielt die Versorgung der einzelnen Pflanze.
  • Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Feuchtigkeitssensor als kapazitiver Sensor ausgebildet, welcher kapazitiv die Feuchtigkeit in der Pflanzbox von außen durch die Wand der Pflanzbox misst.
    Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Feuchtigkeitssensor als Lasersensor ausgebildet, welcher den Füllstand innerhalb der Pflanzbox misst. Die Messung erfolgt berührungslos. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Laserstrahl nicht mit seiner Umgebung interagiert oder von ihr beeinflusst wird, so dass keinerlei Störsignale ausgeblendet werden müssen. Des Weiteren können auch klare Flüssigkeit mit dem Lasersensor detektiert werden.
  • Ebenso ist es möglich den Feuchtigkeitssensor als Time-of-Flight (ToF)-Sensor auszubilden. Der Sensor misst direkt die Entfernung zum Objekt auf der Grundlage der Zeit, in der die emittierten Photonen reflektiert werden. Dadurch ist eine genaue Entfernungsmessung unabhängig von den Oberflächeneigenschaften des Objekts möglich.
  • Vorzugsweise erhält der interne Pflanzcontroller weitere Daten von zusätzlichen Sensoren, welche die Umweltbedingungen des vertikalen Gartensystems erfassen. Solche Umweltbedingungen können beispielsweise Licht, Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Wasserstand und Luftqualität. Diese Umweltbedingungen werden von dem Pflanzcontroller gesammelt, analysiert und ausgewertet. Der Pflanzcontroller besitzt eine Datenbank, auf welcher verschiedene Präferenzen (Optimalwerte) für die einzelnen Pflanzen abgespeichert sind. Auf der Datenbank des Controllers sind somit bereits bestimmten Umweltbedingungen abgespeichert, welche vorteilhaft für die jeweilige Pflanze des vertikalen Gartensystems sind.
  • Unter dem Begriff Mess- und Versorgungseinheit werden alle Bauteile verstanden, welche für den Messvorgang der Pflanze zum Erfassen des Ist-Zustandes und die gezielte Versorgung der Pflanze eingesetzt werden. Dies können beispielsweise Sensoren zur Messung der Feuchtigkeit, Lufttemperatur, Luftdruck, Luftqualität, Wasserstand in der Wasserbox, Wassertemperatur, Nährstoffversorgung, pH-Gehalt, Lichtverhältnis, optischer Zustand der Pflanze usw. sein. Die Versorgungseinheit kann beispielsweise eine Wasserbox, mehrere Schläuche für die Zu- und Ableitung des Wassers in und aus der Pflanzbox, Ventile oder Aktuatoren zur gezielten Abgabe von Nährstoffen an die einzelne Pflanzboxen, Lichtquellen, Aktuatoren für die Belüftung oder Steuerungsmodul für die Klimaanlage, usw. sein.
  • Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass jeder Pflanzbox ein Feuchtigkeitssensor zugeordnet ist, wobei mindestens ein Pflanzcontroller über eine Schnittstelle mit einer Cloud (Cloud Computing) verbunden ist, von welcher er Daten für die Steuerung der Mess- und Versorgungseinheit erhält.
  • Der interne Pflanzcontroller sammelt die Daten von dem Feuchtigkeitssensor, analysiert und wertet die Daten aus und regelt die Versorgungseinheit. Hierfür weist der Pflanzcontroller eine Datenbank auf, auf welcher bereits Optimalwerte (=Präferenzen) für eine Versorgung der jeweiligen Pflanzen abgelegt sind. Optional kann der Pflanzcontroller mit einem eigenen Algorithmus eine Verbesserung der Werte vornehmen und diese bei den Pflanzen anwenden.
  • Der interne Pflanzcontroller ist beispielsweise über eine Schnittstelle der (externen) Cloud verbunden. Bei der Cloud (Cloud Computing oder Datenwolke) handelt es sich um eine externe IT-Infrastruktur, welche z.B. einen Speicherplatz, einen eigenen Controller und/oder eine Anwendungssoftware aufweist.
  • Die Cloud ist bevorzugt als Datenbank ausgebildet, welche die Daten von mehreren vertikalen Gartensystemen erhält und sammelt. Dadurch werden zu jeder einzelnen Pflanze unterschiedliche Umweltbedingungen abgespeichert und hieraus den Optimalwert gebildet. Auf der Basis dieses Optimalwertes regelt dann der Pflanzcontroller die Versorgungseinheit des vertikale Gartensystems.
  • Der Optimalwert kann beispielsweise eine bestimmte Wassermenge für die Pflanze X sein oder ein bestimmter Lichtwert für die Pflanze X. Der Optimalwert kann aber auch eine Kombination aus verschiedenen Werten, wie z.B. Wassermenge, Lichtbedarf, Nährstoffmenge, Belüftung usw. für eine bestimmte Pflanze sein.
  • Entscheidend ist, dass bei dem erfindungsgemäßen vertikalen Gartensystem die Umweltbedingungen durch Sensoren erfasst werden und auf der Grundlage der Präferenzen der Pflanze das System automatisiert z.B. die Wasserversorgung, Nährstoffe, Temperatur usw. anpasst.
  • Für die Gartenstaude Frauenmantel sind beispielsweise die folgenden Präferenzen in der Cloud hinterlegt:
    1. 1) Grundfarbe der Pflanze: sommergrünes Laub
    2. 2) Farbe der Blüten: gelb-grünen, kleinen Einzelblüten
    3. 3) Standort: Sonne, Halbschatten
    4. 4) Blühzeit: Sommermonate
    5. 5) Boden: nährstoffreichen, durchlässigen Boden
    6. 6) Temperatur: moderat
    7. 7) Wasserbedarf: gute Versorgung notwendig, Staunässe vermeiden
    8. 8) Wasserart: kalkfreies Wasser
    9. 9) Wassertemperatur: lauwarmes Wasser
    10. 10)Luftfeuchtigkeit: mittel
  • Die Cloud erhält ständig von den einzelnen vertikalen Gartensystemen weitere Werte und gleicht diese ab bzw. errechnet hieraus einen neuen Optimalwert (Präferenz). Ziel der Cloud ist es einen optimalen Wert zu finden, welcher als Basis für die einzelnen vertikalen Gartensysteme dient.
  • Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass der Benutzer auf die Cloud zugreift, um weitere Werte manuell einzugeben oder bestimmte Werte zu verändern bzw. anzupassen. Ebenso kann ein Abgleich mit einer allgemeinen Pflanzendatenbank einer Universität oder dergleichen stattfinden.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein externer Benutzer auf die einzelnen vertikalen Gartensysteme zugreifen, die Daten kontrollieren und ggf. anpassen. Dadurch ist es möglich, dass nur ein zentraler Benutzer mehrere Gartensysteme aus der Ferne kontrolliert und steuert.
  • Bevorzugt gibt das vertikale Gartensystem eine Empfehlung an den Endbenutzer ab. Dies können beispielsweise Empfehlung hinsichtlich der Luftqualität oder der Belichtung sein. Solche Empfehlungen sind immer dann sinnvoll, wenn das vertikale Gartensystem beispielsweise in einem Bürogebäude angeordnet ist. Die Angestellten in der näheren Umgebung kennen sich oftmals nicht mit einem solchen vertikalen Gartensystem und den dort befindlichen Pflanzen aus. Das erfindungsgemäße Gartensystem gibt daher eine Meldung entweder auf dem eigenen Bildschirm des Systems oder auf den Bildschirm der Angestellten aus, dass beispielsweise die Luftqualität in der Umgebung des Systems zu schlecht ist und daher dringend gelüftet werden muss. Oder die Pflanzen benötigen mehr Licht, so dass der Endbenutzer zumindest für einen bestimmten Zeitraum die Jalousien öffnen sollte. Sollte keiner der Angestellten in der näheren Umgebung reagieren, so wird das erfindungsgemäße vertikale Gartensystem entweder den Hausmeister oder einen externen Service benachrichtigen.
  • Die Grundplatte besteht aus dem festen Trägermaterial, wie z.B. Metall, Kunststoff, faserverstärktem Kunststoff. Die Befestigung des Feuchtigkeitssensors auf der Grundplatte erfolgt entweder mit einer fixen oder lösbaren Verbindung. Ein solche Verbindung kann z.B. eine Schraubverbindung, eine Klick-Verbindung, eine Steckverbindung oder dergleichen sein.
  • Der Feuchtigkeitssensor ist als Trägerbasis zwischen der Grundplatte und der Pflanzbox ausgebildet. Hierfür weist der Feuchtigkeitssensor eine eigene Aufnahme für die Pflanzbox auf. Eine solche Aufnahme kann eine fixe oder lösbaren Verbindung sein. Eine solche Aufnahme ist beispielsweise eine Klick-Verbindung, mit welcher die Pflanzbox werkzeuglos auf dem Feuchtigkeitssensor angeordnet wird.
  • Es ist jedoch auch möglich, dass die Pflanzbox die Trägerbasis für den Feuchtigkeitssensor ist, welcher mit einer lösbaren Verbindung (z.B. Klick-Verbindung) an der Pflanzbox befestigt wird. Die Pflanzbox und der Feuchtigkeitssensor bilden dann eine Einheit aus, welche an der Grundplatte befestigt werden.
  • Bevorzugt ist die Pflanzbox größer als der Feuchtigkeitssensor ausgebildet und überdeckt diesen, so dass ausschließlich die Pflanzbox zu sehen ist.
  • Die Pflanzbox ist beispielsweise mit einem Substrat oder einer Steinwolle gefüllt, in welches die eigentliche Pflanze eingepflanzt wird.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf die ausschließliche Anordnung eines Feuchtigkeitssensors auf der Grundplatte beschränkt. Es kann vielmehr jeder mögliche Sensor (z.B. Temperatursensor, Luftdrucksensor, usw.) als Trägerbasis für die Pflanzbox verwendet werden. Darüber hinaus muss nicht zwangsläufig jede Pflanzbox einen eigenen Sensor aufweisen. Stattdessen kann die jeweilige Pflanzbox auch nur mit einem Abstandhalter mit der Grundplatte verbunden sein.
  • Das vertikale Gartensystem weist bevorzugt mindestens einen Sensor auf, welcher mindestens eine der folgenden Umweltbedingungen misst:
    • Feuchtigkeit
    • Licht
    • Füllstand der Pflanzbox und/oder der Wasserbox
    • Wassertemperatur der Wasserbox
    • Umgebungstemperatur des vertikalen Gartensystems
    • pH-Wert
  • Die Feuchtigkeit spielt bei dem vertikalen Gartensystem eine entscheiden Rolle in Bezug auf die Wasserversorgung der Pflanze. Zur Messung der Feuchtigkeit wird eine Leiterplatte mit einem kapazitiven Sensor (FDC-Sensor) eingesetzt. Der FDC-Sensor ist ein hochauflösender, mehrkanaliger Kapazitäts-Digital-Wandler zur Implementierung kapazitiver Abtastlösungen. Der FDC-Sensor ist ein Kapazitäts-Digital-Wandler (FDC), der die Schwingungsfrequenz eines LC-Resonators misst. Das Gerät gibt einen digitalen Wert aus, der proportional zur Frequenz ist. Diese Frequenzmessung kann in eine äquivalente Kapazität umgewandelt werden.
  • Es ist ferner möglich, dass zur Messung der Feuchtigkeit innerhalb der Pflanzbox ein Lasersensor oder Tof-Sensor eingesetzt wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen vertikalen Gartensystem wird die Echtzeit-Kapazität des Feuchtigkeitssensors mit den historischen Daten kombiniert, um die Daten zu normalisieren und den Bodenfeuchtegehalt zu bestimmen. Der Sensor wird bevorzugt jedes Mal neu kalibriert, wenn die Pflanze bewässert wird, um die Kapazität der umgebenden Materialien zu minimieren.
  • Da die Kapazität in verschiedenen Umgebungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht und Kapazität des umgebenden Materials) unterschiedliche Werte hat, werden die Daten von diesen Sensoren einbezogen, um den korrekten Bodenfeuchtigkeitsgrad zu berechnen.
  • Licht spielt für Pflanzen eine wichtige Rolle. Nicht alle Pflanzen können bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen sich gleich gut ausbilden. Auf der Grundlage des Lichtsensors (in Kombination mit anderen Umgebungsdaten) kann das System Empfehlungen generieren. Dies können beispielsweise die Regelung der Beleuchtung oder der Jalousien sein. Zusätzlich werden dem Benutzer Lichtwerte für eine Übersicht und Statistik der Benutzerumgebung angezeigt.
  • Die Temperatur hat einen direkten Einfluss auf den Feuchtigkeitssensor. Der Wert des Temperatursensors wird in erster Linie zur Feuchtigkeitsberechnung verwendet. Darüber hinaus wird die Temperatur auch in das Empfehlungssystem (Optimalwert) und zur Übersicht und Statistik der Benutzerumgebung eingebunden.
  • Das vertikale Gartensystem ist mit einer eignen Wasserversorgung ausgestatte, wobei externes Wasser zugeführt und überschüssiges Wasser in einem Wasserbox gesammelt wird.
  • Der Wasserstand wird mit einem separaten Sensor gemessen. Bevorzugt handelt es sich hierbei ebenfalls um einen kapazitiven Sensor. Basierend auf dem Wasserstand und der Wasserversorgung werden zwei Aktionen ausgeführt:
    • Wenn Wasser aus einem Wassersystem der Wasserbox zugeführt wird, wird anhand des Wasserstands der Füllvorgang geregelt.
    • Wenn die Wasserbox manuell mit Wasser aufgefüllt wird, so wird bei einem zu niedrigen Wasserstand ein Alarm (akustisch, optisch) erzeugt, dass die Wasserbox wieder aufgefüllt werden muss.
  • Der Wasserstand kann ferner durch den Wasserstandssensor und durch eine Vorhersage bestimmt werden, welche berechnet wie viel Wasser aus den Pflanzenboxen in die Wasserbox zurückgeführt wird, um ein Überlaufen zu verhindern.
  • Ein Luftqualitätssensor bestimmt den CO2-Gehalt (Näherung) und die Anzahl der TVOC-Partikel in der Luft. Diese beiden Faktoren in Kombination mit der allgemeinen Luftqualität der Umgebungsluft können graphisch dargestellt werden und zeigen dem Benutzer, wie das vertikale Gartensystem die Luftqualität in der Umgebung positiv beeinflusst. Der Luftqualitätssensor wird auch für eine allgemeine Richtlinie und Empfehlungen für den Benutzer verwendet. Dies kann beispielsweise eine Empfehlung sein in der Art: Öffnen Sie das Fenster für 10 Minuten.
  • Des Weiteren erhält das vertikale Gartensystem die Daten der Wettervorhersage und den Luftdruck. Die Wettervorhersage ist hierbei wichtig für den Innen- und Außenbereich.
  • Luftfeuchtigkeit und Temperatur in Innenräumen weisen eine klein, aber immer noch signifikante Korrelation zwischen Luftfeuchtigkeit und Temperatur innen und außen auf. Die Korrelation unterscheidet sich je nach dem umgebenden Material und der Gebäudeisolation. Dieser Korrelationsfaktor wird täglich berechnet und wird mit jedem neuen Dateneingang immer genauer. Auf dieser Grundlage kann vorhergesagt werden, dass die Bewässerung verschoben oder früher vorgenommen werden muss, wenn zu erwarten ist, dass die Luft ein höheres oder niedrigeres Feuchtigkeitsniveau haben wird.
  • Wettervorhersagen im Freien haben einen erheblichen Einfluss auf die Bewässerungshäufigkeit. Da mit dem vertikalen Gartensystem eine ökologische Lösung erreicht werden soll, wird die allgemeine Wasserprognose berücksichtig, wenn eine zusätzliche Bewässerung erforderlich sein sollte.
  • Jede Pflanze stellt andere Anforderungen an ein optimales Wachstum. Die Plananforderungen spielen eine entscheidende Rolle in dem Bewässerungsalgorithmus. Die Plananforderungen helfen dabei zu bestimmen, welche Pflanzen für eine bestimmte Umgebung besser geeignet sind.
  • Die Feuchtigkeitssensoren für Bodenfeuchte ermöglichen es die Kapazität ohne direkten Kontakt mit Boden oder Wasser zu messen. Damit wird das häufigste Problem (Korrosion), das bei Sensoren zur Messung der Bodenfeuchte auftritt, eliminiert.
  • Die Daten werden auf zwei Ebenen gesammelt und analysiert:
    • Lokal auf dem Hauptrechner
    • In der Cloud
  • Die lokale Speicherung der Daten ist begrenzt. Die Bewässerungsentscheidungen aus den lokalen Daten sollen nur verwendet werden, wenn das vertikale Gartensystem für einen längeren Zeitraum von der Cloud getrennt ist. Wenn beispielsweise für einen längeren Zeitraum keine Internetverbindung verfügbar ist, wird trotzdem eine Bewässerung durchführt und Benachrichtigungen an die Benutzer innerhalb des lokalen Netzwerks gesendet.
  • Die Verbindung mit der Cloud ist jedoch wichtig, da die Entscheidung, welche ausschließlich auf den lokalen Daten basieren nicht so präzise sind, wie Entscheidungen, die in der Cloud getroffen werden, da einige, zusätzliche Daten fehlen (Wettervorhersage, längere Datennormalisierungen). Sobald das vertikale Gartensystem die Verbindung zur Wolke wiederhergestellt hat, werden alle lokalen Daten zur weiteren Analyse und zur Verbesserung der Bewässerungsentscheidungen in die Cloud verschoben.
  • Die Speicherung in der Cloud ist "unbegrenzt" und liefert mehr Daten, welche für eine fundiertere Entscheidungen verwendet werden können. Dies bedeutet, dass der lokale Pflanzcontroller eher klein ausgebildet sein kann, da die meiste Rechenleistung in der Cloud erfolgt.
  • Wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen vertikalen Gartensystems ist die Automatisierung. Der Endbenutzer muss sich nicht um das vertikale Gartensystem kümmern und benötigt keine spezifischen Kenntnisse. Die Bewässerung ist vollständig automatisiert.
  • Normalerweise haben die Endbenutzer keinen Zugang zu Informationen über ihre lokale Umgebung. Der Zugang zu Feuchtigkeits-, Temperatur- und Luftqualitätsdaten kann jedoch dem Endnutzer helfen, ihren Luftstrom oder ihren Lebensstil zu ändern, um das allgemeine Wohlbefinden des Nutzers und der Pflanzen zu verbessern.
  • Die Benutzer haben Zugang zu der Benutzeroberfläche des vertikalen Gartensystems, welches die Pflanzeninformationen, den Feuchtigkeitsgehalt in den Pflanzenkästen und Umweltfaktoren anzeigt. Zusätzlich zur Anzeige der Daten kann der Benutzer auch bestimmte Schritte initialisieren, wenn er glaubt, dass diese erforderlich sind (z.B. manuelle Bewässerung).
    Auf das vertikale Gartensystem kann ferner über eine mobile Anwendung (App) zugegriffen werden, welche die verfügbaren Daten dargestellt. Darüber hinaus wird der Benutzer über die APP benachrichtigt, wenn wichtige Ereignisse oder Empfehlungen verfügbar sind.
  • Bei der Ersteinrichtung der mobilen Anwendung wird das vertikale Gartensystem mit dem Internet verbunden. Sobald dieser Schritt abgeschlossen ist, kann der Fernzugriff auf das vertikale Gartensystem aktiviert werden. Das bedeutet, dass die Cloud-Benutzeroberfläche und die mobile Anwendung von überall aus geöffnet werden kann, solange eine Internetverbindung besteht.
  • Mit jeder neuen Dateneingabe lernt der Algorithmus und passt sich an die Umgebung an. Korrelationsfaktoren werden modifiziert, um die Bewässerungshäufigkeit besser bestimmen zu können. Es wird ständig ein neuer Optimalwert gebildet.
  • Bevorzugt hat jeder Pflanzenkasten eigene Sensoren und eine eigene Wasserversorgung. Auf dieser Grundlage können Pflanzen mit unterschiedlichen Anforderungen in derselben vertikalen Gartensystem wachsen.
  • Das vertikale Gartensystem ist bevorzugt modular ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Pflanzkästen unterschiedliche Formen aufweisen können und an verschiedenen Stellen an das vertikalen Wand platziert werden können.
  • Sobald Design, Platzierung, Material- und Pflanzenauswahl getroffen wurde, kann das vertikale Gartensystem an der Innen- oder Außenwand (oder Struktur) montiert werden. Die Datenkabel werden zwischen dem Pflanzcontroller und den Sensoren und die Wasserleitungen mit der Wasserbox verbunden. Bevorzugt hat jede Pflanzenbox einen eigenen Feuchtigkeitssensor und ein Ventil, das den Wassereingang steuert.
  • Bei der Ersteinrichtung verbindet der Benutzer das vertikale Gartensystem mit dem Netzwerk.
  • Folgende Verfahrensschritte finden statt:
    1. 1. Die Daten werden vom Feuchtigkeitssensor, Lichtsensor, Temperatursensor, Wasserstandssensor und/oder Luftqualitätssensor abgerufen;
    2. 2. Die Daten werden lokal auf dem Pflanzcontroller gespeichert;
    3. 3. Danach werden die Daten vom Pflanzcontroller auf die Cloud übertragen;
    4. 4. Zusätzliche Daten werden aus der Wettervorhersage und der Pflanzendatenbank abgerufen;
    5. 5. Das Bewässerungsmodell wird generiert und an das lokale System zurück übertragen;
    6. 6. Sollten bestimmte Ereignisse eine Bewässerung notwendig machen, so wird das Bewässerungsmodell ausgelöst und die Pflanzen werden bewässert;
    7. 7. Neue Daten werden von den Sensoren abgerufen und lokal gespeichert und in die Cloud übertragen;
    8. 8. Ein neues, verbessertes Modell (Optimalwert) wird generiert und zurück an das vertikale Gartensystem übertragen;
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren zum Betrieb eines vertikalen Gartensystems, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
    1. 1. Erfassung der Daten vom mindestens einem Feuchtigkeitssensor, einem Lichtsensor, einem Temperatursensor, einem Wasserstandsensor und/oder Luftqualitätssensor;
    2. 2. Sammeln und Speichern der Daten auf einem Pflanzcontroller;
    3. 3. Übertragung der Daten ausgehend von dem Pflanzcontroller in eine Cloud;
    4. 4. Abrufen von zusätzlichen Daten von einer externen Wettervorhersage und/oder einer Pflanzendatenbank und/oder weiteren vertikalen Gartensystemen;
    5. 5. Anhand aller gewonnen Daten und mit Hilfe eines Vorhersagealgorithmus wird ein Optimalwert für eine Versorgungseinheit des vertikalen Gartensystems gebildet und an das vertikale Gartensystem übertragen;
    6. 6. Steuerung der Versorgungseinheit durch den Pflanzcontroller mit dem Optimalwert aus der Cloud.
  • Unter Data-Mining-Prozess wird der Prozess zur Entdeckung von Mustern in großen Datensätzen verstanden. Die Datensätze bestehen aus Daten von den Sensoren, den extern empfangenen Wettervorhersagedaten und den Präferenzen einzelner Pflanzen. In diesem Prozess werden Vorverarbeitungsmethoden eingesetzt, um das Datenrauschen zu entfernen. Im Rahmen des Data-Mining-Prozesses findet eine Erkennung von Anomalien und zur Regression, statt um die Ergebnisse für den Vorhersage-Algorithmus vorherzusagen.
  • Unter maschinellem Lernprozess wird der Prozess verstanden, bei dem sich der Vorhersage-Algorithmus automatisch durch Erfahrung (neue Dateneingabe) verbessert. Das maschinelle Lernen wird eingesetzt, um Vorhersagen auf der Grundlage bekannter Eigenschaften aus den zuvor abgerufenen Daten zu treffen und um periodisch ein neues Modell für zukünftige Vorhersagen zu erstellen.
  • Unter dem Begriff Pflanzenbox wird der Kasten verstanden, in dem sich der Boden und die Pflanzen befinden. Die Pflanzenbox hat einen Wassereingang und einen Wasserausgang, die von jeweils einem Aktuator (Stellglied) gesteuert werden. Der Aktuator erhält seine Signale von der Recheneinheit.
  • Unter einer Wasserbox wird ein Behälter verstanden, in dem sich das Wasser für die Versorgung der Pflanzen befindet. Die Wasserbox hat optional einen Wassereingang, um die Wasserbox zu füllen. Wenn der Wassereingang nicht verwendet wird, muss der Wasserbehälter manuell mit Wasser befüllt werden. Die Pumpe wird verwendet, um das Wasser aus der Wasserbox zu den Pflanzboxen zu pumpen.
  • Unter Bewässerung wird der Prozess verstanden, bei dem Wasser aus der Wasserbox mittels einer Pumpe in die Pflanzbox befördert wird. Zusätzlich wird der Wassereingang in den Pflanzkasten durch das Stellglied (Ventil) gesteuert.
  • Unter dem Begriff Wettervorhersagedaten wird das Abrufen von Wettervorhersagedaten aus externen kostenlosen und/oder bezahlten Quellen verstanden. Die abgerufenen Daten bestehen aus Wetterparametern (Temperatur, Feuchtigkeit, Wind, Wolken, Niederschlag, Verdunstung, Schnee und Frost, usw.).
  • Unter dem Begriff Präferenzen für die einzelnen Pflanzen wird ein Datensatz für jede Pflanze verstanden. Die Daten bestehen aus erforderlicher Boden- und Umgebungsfeuchte, Lichtbedarf, Bodenvolumenbedarf, Pflanzenwachstumsphasen und Düngemittelbedarf für jede Phase, usw.
  • Unter dem Begriff graphische Visualisierung wird die graphische Darstellung des Status-quo, der Vergangenheits- und Prognosedaten für das gesamte vertikale Gartensystem und für jede Pflanze und jeder Wasserbox verstanden. Zusätzlich zur Darstellung der Daten des vertikalen Gartensystems werden auch die Umweltdaten, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Luftqualität... dargestellt. Die Daten können auf einem PC-Monitor oder Smartphone oder Tablet oder jedem anderen Gerät angezeigt werden.
  • Unter dem Begriff Monitoring wird das kontinuierliche oder zumindest periodische Abrufen und Verarbeiten von Daten für einen Prädiktions-Algorithmus zur Bestimmung der autonomen Aktionen oder Benutzerempfehlungen verstanden. Das erfindungsgemäße vertikale Gartensystem hat damit eine künstliche Intelligenz.
  • Unter dem Begriff autonome Aktionen wird die Aktionen, die ohne den erforderlichen menschlichen Eingriff (z.B. Bewässerung) durchgeführt werden verstanden.
  • Unter dem Begriff Benutzerempfehlungen werden alle Benachrichtigungen, die dem Benutzer oder dem Wandhalter zur Verfügung gestellt werden verstanden. Auf der Grundlage von den Benutzerempfehlungen kann der Benutzer die Umgebung verändern oder bessere Entscheidungen bezüglich des vertikalen Gartensystems treffen (z.B. das Fenster öffnen, Wasser in die Wasserbox einfüllen, zusätzliche Beleuchtung verwenden).
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das System eine Kamera auf, welche auf das vertikale Gartensystem gerichtet ist. Mit Hilfe der Kamera kann der allgemeine Zustand der einzelnen Pflanzen überwacht werden. Die Pflanzenboxen sind bevorzugt in einem x-y Koordinatensystem angeordnet und weisen alle eine eigene Identifikationsnummer auf. Durch die Kamera findet eine optische Überwachung statt, wobei durch die gezielte Versorgung der einzelnen Pflanzen mit Wasser, Licht, Luft und Nährstoffen bestimmte Pflanzen besonders versorgt werden. Ist der optische Zustand der Pflanze 1.2 (d.h. 1.Reihe, 2.Pflanze) nicht gut, so kann wird dies durch die optische Überwachung festgestellt und durch die extra Zugabe von Wasser, Luft, Licht oder Nährstoffen unterstützt.
  • Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Ansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Ansprüche untereinander.
  • Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    schematische Darstellung der Grundplatte mit Sensoren
    Figur 2:
    Darstellung des Wasserkastens.
    Figur 3:
    Darstellung der Pflanzbox.
    Figur 4:
    schematische Darstellung der Grundplatte mit jeweils einem Wasserkasten und einer Pflanzbox
    Figur 5:
    schematische Darstellung des Sensors und die entsprechenden Komponenten für die Feuchte- und Wasserstandserfassung.
    Figur 6:
    schematische Darstellung des vertikalen Gartensystems mit zahlreichen Pflanzen
    Figur 7:
    Rückansicht der Pflanzbox
    Figur 8:
    schematische Darstellung der Übertragung der Daten zwischen dem vertikalen Gartensystem und der Cloud
  • Mit der Figur 1 wird die Grundplatte 1 des vertikalen Gartensystems 22 gezeigt. Die Grundplatte 1 bildet die Basis für die Sensoren 2, dem Pflanzcontroller 3, die Wasserpumpe 4, die Ventile 5, die Schläuche 8, sowie die Verbindungen 24. Die Grundplatte 1 wird an einer vertikalen Wand befestigt, welche sich entweder in einem Innen- oder einem Außenraum befindet.
  • Die Grundplatte 1 ist somit das Grundgerüst für die Pflanzboxen 17 und Wasserboxen 12. Jeder Pflanzbox 17 ist ein eigener Feuchtigkeitssensor 2 zugeordnet. Der Feuchtigkeitssensor 2 weist eine eigene Aufnahme 23 für die Pflanzbox 17 auf. Die Aufnahme 23 ist als Steckaufnahme ausgebildet, so dass die Pflanzbox 17 ohne Werkzeug an dem Feuchtigkeitssensor befestigt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, dass die Aufnahme 23 als Loch ausgebildet ist und die Befestigung mit einer Schraubverbindung erfolgt.
  • Die einzelnen Feuchtigkeitssensoren 2 sind über die Verbindungen 24 mit dem Pflanzcontroller 3 verbunden. Die Verbindung 24 kann entweder eine Kabelverbindung oder eine kabellose Verbindung, wie z.B. Funktechnik sein.
  • Auf der Grundplatte 1 ist ferner ein Wasserversorgungssystem 15 angeordnet, welches aus einer Wasserbox 12, einer Wasserpumpe 4, mehreren Schläuchen 8, und mehreren Ventilen 5 besteht. Mit Hilfe der Wasserpumpe 4 wird das Wasser ausgehend von der Wasserbox 12 zu den einzelnen Pflanzboxen 17 gepumpt. Als Verbindungen zwischen der Wasserbox und den Pflanzboxen 17 werden Schläuche 8 eingesetzt. Alle Wasserverbindung sind durch Steckkupplungen miteinander verbunden und können dadurch werkzeuglos miteinander verbunden und wieder gelöst werden. Jede Pflanzbox 17 weist ein eigenes Ventil 5 auf, mit welchem gezielt die jeweilige Wasserversorgung jeder einzelnen Pflanzbox 17 geregelt wird. Die Pflanzbox 17 weist jeweils einen Wassereingang 6 auf, über welchen das Wasser durch den Schlauch 8 der Pflanzbox 17 zugeführt wird. Zusätzlich hierzu weist jede Pflanzbox 17 einen separaten Wasserausgang 7 auf, über welchem überschüssigen Wasser wieder aus der Pflanzbox 17 abgeführt wird. Der Wasserausgang 7 ist wichtig, denn dadurch kann bei einer erhöhten Feuchtigkeit in der Pflanzbox 17 das überschüssige Wasser abgelassen werden und dadurch Staunässe vermieden werden.
  • Gemäß der Figur 1 weist das gesamte vertikale Gartensystem 22 nur eine Wasserpumpe 4 und eine Wasserbox 12 auf. Dadurch besteht der Vorteil, dass mit nur einer Wasserpumpe 4 mehrere Pflanzboxen 17 mit Wasser versorgt werden. Die Wasserpumpe 4 baut hierzu in den Schläuchen 8 einen Wasserdruck auf, wobei durch die einzelnen Ventile 5 gezielt an die jeweiligen Pflanzboxen 17 Wasser abgeben wird. Das überschüssige Wasser in den Pflanzboxen 17 wird über den Wasserausgang 7 wieder dem Wasserversorgungssystem 15 zugeführt.
  • Auf der Grundplatte 1 sind mehrere Feuchtigkeitssensoren 2 angeordnet, welche die Basis für eine Pflanzbox 17 bilden. Der Feuchtigkeitssensor 2 kann zusätzlich weitere Sensor 9 aufweisen, mit welchen die Umweltbedingungen (Luftdruck, Temperatur, Licht) festgestellt werden.
    Die Anordnung der weiteren Sensoren 9 muss nicht direkt an dem Feuchtigkeitssensor 2 erfolgen. Es ist vielmehr auch möglich einen Sensor 9 an einer zentralen Stelle der Grundplatte 1 anzuordnen.
  • Entscheidend ist, dass der Feuchtigkeitssensor 2 keinen direkten Kontakt mit dem Inhalt der Pflanzbox 17 hat. Die Feuchtigkeitsmessung erfolgt kapazitiv durch die Rückwand der Pflanzbox 17.
  • Der Pflanzcontroller 3 ist auf einer Leiterplatte angeordnet. Die Leiterplatte weist weitere Anschlüsse für die Verbindungen 24 auf, so dass das vertikale Gartensystem 22 auf nachträglich um weitere Feuchtigkeitssensoren 2 für Pflanzboxen 17 erweitert werden kann.
  • Mit der Figur 2 wird die Wasserbox 12 gezeigt. Die Wasserbox 12 ist Teil des Wasserversorgungssystems 15 und ist hohl ausgebildet und weist ein besonderes Design mit sechs Kanten auf. Das Design der Wasserbox 12 entspricht bevorzugt dem Design der Pflanzbox 17. Dadurch wird ein einheitlicher Effekt bei dem vertikalen Gartensystem 22 erreicht. Sowohl die Wasserbox 12, als auch die Pflanzbox 17 können jedoch auch jede beliebige andere Form, wie z.B. rund, mehreckige oder dergleichen aufweisen.
  • Auf der Vorderseite der Wasserbox 12 befindet sich eine Ausnehmung 11 für das manuelle Befüllen der Box mit Wasser. Auf der Rückseite 19 der Wasserbox 12 befindet sich eine Halterung 13 für die Befestigung der Wasserbox 12 an der Grundplatte 1. Die Wasserbox 12 weist ferner einen Wasserstandsensor 14 auf, mit welchem die Wassermenge (Füllstand) in der Wasserbox 12 kontrolliert wird. Der Wasserstandsensor 14 ist beispielsweise als Lasersensor oder ToF-Sensor ausgebildet. Vorzugsweise ist die Wasserbox 12 nach oben geöffnet. Im Bereich dieser Öffnung ist der Wasserstandsensor 14 angeordnet und misst den Füllstand des Wassers innerhalb der Wasserbox 12. Dadurch kann die noch vorhandenen Wassermenge ermittelt werden.
  • Ist der Wasserstand in der Wasserbox 12 zu niedrig, so wird dies von dem System erfasst und entweder eine Meldung an den Benutzer gegeben oder das System wird selbstständig durch einen Hausanschluss wieder aufgefüllt. Die Speicherung bzw. das Bevorraten von Wasser in einer Wasserbox 12 hat den Vorteil, dass das beruhigte, gelagerte Wasser besser für die Pflanzen ist und ferner das Wasser die Raumtemperatur aufweist.
  • Mit der Figur 3 wird die Rückseite 19 der Wasserbox 12 gezeigt. Über den Wassereingang 20 wird der Wasserbox 12 durch einen Schlauch Wasser zugeführt. Über den Wasserausgang 21 wird aus der Wasserbox 12 Wasser abgeführt.
  • Figur 4 zeigt die Grundplatte 1 mit den Feuchtigkeitssensoren 2 und jeweils einer Pflanzbox 17 und einer Wasserbox 12. Die Pflanzbox 17 und die Wasserbox 12 weisen beiden das gleiche Design auf. Die Feuchtigkeitssensoren 2 sind über die Verbindungen 24 mit dem Pflanzcontroller 3 verbunden.
  • Mit der Figur 5 wird der Feuchtigkeitssensor 2 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Der Feuchtigkeitssensor 2 ist als kapazitiver Wassersensor ausgebildet. Mit Hilfe des Feuchtigkeitssensor 2 wird kontaktlos der Flüssigkeitsstand innerhalb der Pflanzbox 17 detektiert. Die kapazitiven Abtasttechnik ist kostengünstig, hochauflösen und kontaktlos.
  • Durch einen hochauflösenden Hochgeschwindigkeits-Kapazitäts-Digital-Wandler wird Rausch- und Störungsanfälligkeit (EMI-resistent) des Sensors begrenzt. Durch eine sehr große maximale Eingangskapazität ist der Einsatz von entfernten Sensoren sowie die Verfolgung von Umgebungsveränderungen über die Zeit, Temperatur und Feuchtigkeit möglich.
  • Der Feuchtigkeitssensor 2 überträgt die momentane Umgebungstemperatur und den logischen Zustand des konduktiven Sensors zyklisch an den Pflanzcontroller 3. Dies bedeutet, dass die An- bzw. Abwesenheit von leitfähigen Flüssigkeiten innerhalb der Pflanzbox 17 detektiert wird und zyklisch an den Pflanzcontroller 3 übertragen wird.
  • Die Energieversorgung des Feuchtigkeitssensors 2 erfolgt entweder über die Kabelverbindung 24, eine Batterie oder über eine Photovoltaikzelle. Die Übertragung der Daten an den Pflanzcontroller 24 erfolgt entweder über die Kabelverbindung 24 oder über einen Funktransmitter.
  • Die Figur 5a zeigt die Frontplatte 25 des Feuchtigkeitssensors 2. Auf der Frontplatte 25 befindet sich eine leitende Fläche, welche aus einem beliebigen Metall oder einem Leiter besteht. Des Weiteren befindet sich auf der Frontplatte 25 die Anschlüsse 27 für die Verbindung 24 mit dem Pflanzcontroller 3.
  • Mit der Figur 5b wird die Rückplatte 28 gezeigt, auf welcher sich ebenfalls leitenden Flächen 29 befinden.
  • Figur 5c zeigt den Feuchtigkeitssensor 2 in einer Seitenansicht, wobei die Frontplatte 25 und die Rückplatte 28 mit einem Verbinder 31 miteinander verbunden sind. Entscheidend ist, dass die leitende Fläche 26 (Frontplatte) und die leitende Fläche 29 (Rückplatte) sich nicht im Wasser- oder Pflanzkasten 12, 17 befinden, sondern außerhalb angeordnet sind. Die Messung der Feuchtigkeit bzw. des Wasserstands in er Pflanz- oder Wasserbox 12, 17 erfolgt durch die jeweilige Wand (Plastikwand) der Boxen 12, 17. Der Feuchtigkeitssensor 2 befindet sich somit nicht im Nassbereich des vertikalen Gartensystems 22.
  • Mit der Figur 5d wird die Innenseite des Feuchtigkeitssensor 2 gezeigt. Hierbei handelt es sich um die Rückseite 32 von der Frontplatte 25. Der Sensor 2 ist als FDC Sensor 32 (Fault detection and classification (FDC) transforms sensor) ausgebildet.
  • Figur 6 zeigt das vertikale Gartensystem 22 mit der Grundplatte 1. Auf der Grundplatte 1 sind in einem Rastersystem 38 zahlreiche Pflanzboxen 17 mit Pflanzen 34 angeordnet. Die Pflanzen 34 werden durch die Pflanzboxen 17 aufgenommen und versorgt. Die Versorgung der Pflanzboxen 17 erfolgt durch eine Versorgungseinheit
  • Figur 7 zeigt die Pflanzbox 17 an deren Rückseite sich ein Wassereingang 6 und ein Wasserausgang 7 befindet. Zusätzlich weist die Rückseite der Pflanzbox 17 eine Fläche 37 für den Feuchtigkeitssensor 2 auf. Durch die Fläche 37 detektiert der Feuchtigkeitssensor 2 eine Feuchtigkeit innerhalb der Pflanzbox 17. Bevorzugt erfolgt die Messung des Feuchtigkeitssensors 2 kontaktlos durch die Pflanzbox 17. Die Fläche 37 kann in diesem Bereich jedoch eine geringere Wandstärke aufweisen, was die kontaktlose Messung positiv beeinflusst.
  • Mit der Figur 8 wird die Datenübertragung zwischen der Grundplatte 1 und der Cloud 35 gezeigt. Der Pflanzcontroller 3 ist auf der Grundplatte 1 angeordnet und erhält die Daten von den Sensoren, wie z.B. dem Feuchtigkeitssensor 2, Sensore für Umweltbedingungen oder dem Wasserstandsensor 14. Diese Daten 36 werden über eine Schnittstelle an die Cloud 35 übertragen. Die Cloud 35 weist u.a. einen eigenen Controller (CPU) und eine Datenbank (DB) auf. In der Cloud 35 werden die Daten 36 gesammelt, analysiert und verarbeitet. Als Ergebnis wird ein Optimalwert 39 für jede einzelne Pflanze 34 gebildet, welcher an den Pflanzcontroller 3 übertragen wird. Der Pflanzcontroller 3 steuert dann die Versorgungseinheit 30 und setzt den Optimalwert 39 um.
    • Bezugszeichen
    • 1.
    Grundplatte
    2.
    Feuchtigkeitssensor
    3.
    Pflanzcontroller
    4.
    Wasserpumpe
    5.
    Ventil
    6.
    Wassereingang für 17
    7.
    Wasserausgang für 17
    8.
    Schlauch
    9.
    Sensor für Umweltbedingungen
    10.
    Erweiterung
    11.
    Ausnehmung
    12.
    Wasserbox
    13.
    Befestigung
    14.
    Wasserstandsensor
    15.
    Wasserversorgungssystem
    16.
    Deckel
    17.
    Pflanzbox
    18.
    Schale
    19.
    Rückseite
    20.
    Wassereingang von 12
    21.
    Wasserausgang von 12
    22.
    vertikales Gartensystem
    23.
    Aufnahme für 17
    24.
    Verbindung
    25.
    Frontplatte
    26.
    leitende Fläche
    27.
    Anschlüsse
    28.
    Rückplatte
    29.
    leitende Fläche
    30.
    Versorgungseinheit
    31.
    Verbinder
    32.
    Rückseite von 25
    33.
    FDC Sensor
    34.
    Pflanze
    35.
    Cloud
    36.
    Daten
    37.
    Fläche für 2
    38.
    Raster
    39.
    Optimalwert
    40.
    Mess- und Versorgungseinheit

Claims (10)

  1. Vertikales Gartensystem (22) für Pflanzen (34) bestehend aus einer Grundplatte (1) an der mindestens eine Pflanzenbox (17) für mindestens eine Pflanze (34) angeordnet ist, wobei eine Versorgungseinheit (30) die Pflanze (34) in der Pflanzbox (17) mit Wasser, Nahrung und/oder Energie versorgt, wobei mindestens ein Feuchtigkeitssensor (2) die Feuchtigkeit innerhalb einer Pflanzbox (17) misst und anhand der gewonnenen Daten (36) ein Pflanzcontroller (3) die Versorgungseinheit (30) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelnen Pflanzbox (17) eine Mess- und Versorgungseinheit (40) zugeordnet ist, wobei die Mess- und Versorgungseinheit (40) den Zustand jeder einzelnen Pflanze (34) erfasst und jede einzelne Pflanze (34) individuell versorgt.
  2. Vertikales Gartensystem (22) für Pflanzen (34) bestehend aus einer Grundplatte (1) an der mindestens eine Pflanzenbox (17) für mindestens eine Pflanze (34) angeordnet ist, wobei eine Versorgungseinheit (30) die Pflanze (34) in der Pflanzbox (17) mit Wasser, Nahrung und/oder Energie versorgt und mindestens ein Feuchtigkeitssensor (2) die Feuchtigkeit innerhalb der Pflanzbox (17) misst und anhand der gewonnenen Daten (36) ein Pflanzcontroller (3) die Versorgungseinheit (30) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass der Pflanzcontroller (3) über eine Schnittstelle mit einer Cloud (35) verbunden ist, wobei die Cloud (35) die Daten (36) von dem Pflanzcontroller (3) auswertet und in Form eines Optimalwert (39) an den Pflanzcontroller (3) zurück überträgt.
  3. Vertikales Gartensystem (22) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Versorgungseinheit (40) mindestens einen Feuchtigkeitssensor (2) umfasst, welcher als kapazitiver Sensor ausgebildet ist und kapazitiv die Feuchtigkeit in der Pflanzbox (17) von außen durch die Wand der Pflanzbox (17) misst.
  4. Vertikales Gartensystem (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitssensor (2) eine Trägerbasis für die Pflanzbox (17) auf der Grundplatte (1) bildet.
  5. Vertikales Gartensystem (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Versorgungseinheit (40) mindestens eine Wasserbox (12) umfasst, welche auf der Grundplatte (1) angeordnet ist und dass ein Wasserstandsensor (14) den Wasserstand in der Wasserbox (12) misst.
  6. Vertikales Gartensystem (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (1) mindestens einen weiteren Sensor (9) aufweist, welcher mindestens eine weitere Umweltbedingung, wie z.B. Licht, Luftfeuchtigkeit, Raumtemperatur oder Luftqualität misst und die gemessenen Daten (36) an den Pflanzcontroller (3) überträgt.
  7. Vertikales Gartensystem (22) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Cloud (35) als externe IT-Infrastruktur ausgebildet ist, welche die Daten (36) von dem Pflanzcontroller (3) auswertet und mit weiteren Daten von einer externen Wettervorhersage oder von weiteren vertikalen Gartensystemen (22) kombiniert, um den Optimalwert (39) zu bilden.
  8. Vertikales Gartensystem (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Cloud (35) eine Empfehlung oder eine Handlungsanweisung in Form eines akustischen Signals oder einer Mitteilung auf der Grundplatte (1) oder auf einem PC oder APP eines Benutzers sendet.
  9. Vertikales Gartensystem (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Versorgungseinheit (40) mindestens eine Wasserbox (12), mindestens eine Wasserpumpe (4), mindestens einen Schlauch (8) und mindestens ein Ventil (5) aufweist, wobei das Wasser durch einen Wassereingang (6) in die Pflanzbox (17) eingeleitet und das überschüssige Wasser über einen Wasserausgang (7) aus der Pflanzbox (17) ausgeleitet wird.
  10. Vertikales Gartensystem (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das vertikale Gartensystem (22) eine optische Kamera aufweist, welche die Pflanzen (34) aufnimmt, wobei die aufgenommen Bilder von dem Pflanzcontroller (3) und/oder der Cloud (35) gesammelt, analysiert und zur Bildung des Optimalwertes (39) ausgewertet werden.
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